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Alghe per catturare la CO2

Gli effetti del riscaldamento globale sono evidenti in tutto il mondo e molti esperti ritengono che, a causa dell'aumento continuo delle emissioni di CO2, la situazione potrà soltanto peggiorare. Il riscaldamento globale è causato dall'emissione di gas serra. Il 72 % del totale dei gas serra emessi è costituito da anidride carbonica (CO2), il 18 % da metano e il 9 % da ossido di azoto (NOx). Le emissioni di anidride carbonica sono quindi la causa principale del riscaldamento globale. La CO2 è inevitabilmente generata mediante la combustione di carburanti quali petrolio, gas naturale, diesel, biodiesel, benzina, biocarburante, etanolo. Questa è la cattiva notizia. La buona notizia, invece, è che alcuni ricercatori hanno scoperto che le alghe non solo sono un'ottima fonte alternativa di bioenergia naturale, ma sono anche in grado di catturare la CO2. Generalmente le microalghe sono considerate come la più promettente soluzione sia per la produzione di biocarburante che per la cattura industriale della CO2 emessa. La capacità di questi microrganismi fotosintetici di trasformare l'anidride carbonica in lipidi ricchi di carbonio (a cui mancano solo una o due fasi per diventare biodiesel) supera di molto quella delle colture oleaginose, senza competere per i terreni coltivabili.
Concentrando l'attenzione sulle possibilità che le microalghe possono offrire, sono stati sviluppati vari metodi industriali per queste produzioni. Tuttavia, attualmente la maggior parte di essi non è economicamente sostenibile, soprattutto su larga scala. Tra le limitazioni a questi sistemi ci sono: produttività sub-ottimale, installazione costosa, grande impronta ecologica (area della superficie), alto consumo di acqua e la necessità di utenti finali altamente addestrati. Il progetto ALGADISK finanziato dall'UE è stato impostato per affrontare queste sfide mediante la creazione di un'unità di produzione scalabile, capace di fornire prodotti e biomassa basati sulle alghe di alto valore, riducendo allo stesso tempo le emissioni di CO2.
Le attuali tecnologie commerciali con le alghe usano alghe planctoniche in soluzioni acquose in bioreattori verticali (VB) o fattorie di alghe con grandi bacini d'acqua. Ciò comporta parecchi svantaggi. I processi hanno bisogno di molta acqua durante la produzione, viene rilasciata CO2 mediante le bollicine nella fase liquida e il raccolto è difficile, dispendioso in termini di tempo e inefficiente. Inoltre, questa attività è difficile da eseguire su scala industriale e lascia una grande impronta ecologica.
Il processo proposto da ALGADISK si basa sulla tecnologia del biofilm usando un sistema di reattore a disco rotante simile ai più moderni reattori rotanti usati altrove nell'industria biologica. In questo sistema, le alghe possono essere coltivate su superfici biocompatibili neutrali e così la CO2 viene catturata o direttamente dalla fase gassosa o dalla fase liquida dopo la formazione delle bollicine. Questo metodo aumenta sensibilmente l'efficienza e diminuisce la quantità di acqua necessaria per il processo. Si potrebbe anche progettare e implementare una raccolta automatica e continua. L'ingrandimento fino a una scala industriale è facile e l'impronta ecologica sarebbe molto più piccola rispetto a quella attuale. Il progetto ALGADISK mira a sviluppare un piccolo reattore a biofilm automatico, con bassi costi di gestione e installazione, che è in grado di catturare una considerevole quantità di CO2. Il risultato prefissato sarebbero prodotti biologici con un rendimento sufficientemente alto.
L'obiettivo del progetto è quello di soddisfare la necessità di unità di produzione su piccola scala che desiderano generare prodotti con biomassa di alghe ma hanno delle difficoltà nel trovare la tecnologia per fare questo.
In questo mercato, gli studi intrapresi dal consorzio di progetto hanno mostrato che c'è una carenza di reattori universali efficienti, e scarse informazioni circa la sostenibilità e la fattibilità della produzione di alghe. Essi hanno inoltre identificato la necessità di un'unità di produzione di alghe scalabile ed economicamente sostenibile, capace di generare prodotti a base di alghe di alto valore (sostanze nutrienti animali e umane, biofertilizzanti) oltre a biomassa (precursori del biodiesel).
Inoltre, le PMI che stanno partecipando al consorzio del progetto sono particolarmente interessate a un sistema che rimanga redditizio con installazioni su piccola scala e che occupi pochissimo spazio. Oltre alla tecnologia di produzione, c'è anche la necessità di una base di conoscenza organizzata e integrata. Molti dei partecipanti al progetto sono interessati alla produzione di alghe, ma non possiedono gli strumenti necessari per calcolare la fattibilità economica e per determinare quale sistema meglio si adatti alle loro necessità. Uno degli obiettivi del progetto è quindi quello di colmare il divario di conoscenza tra le attività di ricerca e le necessità degli utenti finali.
Verrà fornito un software di progettazione che, in base ai dati inseriti dall'utente, suggerirà i parametri di installazione, effettuerà analisi costi/benefici per calcolare la fattibilità economica, e farà previsioni sulla sostenibilità ambientale del sistema. Il sistema proposto verrà costruito in modo specifico per soddisfare le necessità delle PMI.
Attualmente vengono portati avanti test di laboratorio, un sistema in scala pilota e progetti meccanici ed elettronici. A questi farà seguito un prototipo di sistema di reattore che verrà installato nell'impianto di un utente finale. L'intenzione è quella di avere il reattore ALGADISK testato e operativo nell'estate del 2014.
Il progetto ALGADISK è finanziato dalla Commissione europea attraverso il Settimo programma quadro (7° PQ) nell'ambito dello schema di finanziamento "Ricerca a beneficio delle associazioni di PMI" gestito dall'Agenzia esecutiva per la ricerca (REA). Nei prossimi 36 mesi lavoreranno al progetto undici partecipanti provenienti da otto paesi (3 associazioni, 4 piccole e medie imprese e 4 enti di ricerca).
 
Per maggiori informazioni, 
- MFKK Invention and Research Center Services Co. Ltd
- ALGADISK

 
Fonte http://cordis.europa.eu

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